DSP课后复习题答案李建.docx

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DSP课后复习题答案李建

第一章：

1、数字信号处理的实现方法一般有哪几种？

（1）在通用的计算机上用软件实现

（2）在通用计算机系统中加上专用的加速处理机实现

（3）用通用的单片机实现，这种方法可用于一些不太复杂的数字信号处理

（4）用通用的可编程DSP芯片实现，可用于复杂的数字信号处理算法

（5）用专用的DSP芯片实现

（6）用基于通用dsp核的asic芯片实现

2、简单的叙述一下dsp芯片的发展概况？

答：

第一阶段，DSP的雏形阶段（1980年前后）

代表产品：

S2811。

主要用途：

军事或航空航天部门

第二阶段，DSP的成熟阶段（1990年前后）

代表产品：

TI公司的TMS320C20主要用途：

通信、计算机领域

第三阶段，DSP的完善阶段（2000年以后）

代表产品：

TI公司的TMS320C54主要用途：

各行业领域

3、可编程dsp芯片有哪些特点？

（1）采用哈佛结构:

冯.诺依曼结构，哈佛结构，改进型哈佛结构

（2）采用多总线结构

（3）采用流水线技术

（4）配有专用的硬件乘法-累加器

（5）具有特殊的dsp指令

（6）快速的指令周期

（7）硬件配置强

（8）支持多处理器结构

（9）省电管理和低功耗

4、什么是哈佛结构和冯.诺依曼结构？

它们有什么区别？

哈佛结构：

该结构采用双存储空间，程序存储器和数据存储器分开，有各自独立的程序总线和数据总线，可独立编址和独立访问，可对程序和数据进行独立传输，使取指令操作、指令执行操作、数据吞吐并行完成，大大地提高了数据处理能力和指令的执行速度，非常适合于实时的数字信号处理。

冯.诺依曼结构：

该结构采用单存储空间，即程序指令和数据共

用一个存储空间，使用单一的地址和数据总线，取指令和取操作数都是通过一条总线分时进行。

当进行高速运算时，不但不能同时进行取指令和取操作数，而且还会造成数据传输通道的瓶颈现象，其工作速度较慢。

区别：

哈佛：

该结构采用双存储空间，程序存储器和数据存储器分开，有各自独立的程序总线和数据总线，可独立编址和独立访问，可对程序和数据进行独立传输，使取指令操作、指令执行操作、数据吞吐并行完成，大大地提高了数据处理能力和指令的执行速度，非常适合于实时的数字信号处理。

冯：

当进行高速运算时，不但不能同时进行取指令和取操作数，而且还会造成数据传输通道的瓶颈现象，其工作速度较慢。

5、什么是流水线技术？

答：

每条指令可通过片多功能单元完成取指、译码、取操作数和执行等多个步骤，实现多条指令的并行执行，从而在不提高系统时钟频率的条件下减少每条指令的执行时间。

利用这种流水线结构，加上执行重复操作，就能保证在单指令周期完成数字信号处理中用得最多的乘法-累加运算。

6、什么是定点dsp芯片和浮点dsp芯片？

它们各有什么优缺点？

答：

若数据以定点格式工作的称为定点DSP芯片。

若数据以浮点格式工作的称为浮点DSP芯片。

定点dsp芯片优缺点：

大多数定点dsp芯片称为定点dsp芯片

浮点dsp芯片优缺点：

不同的浮点DSP芯片所采用的浮点格式有所不同，有的DSP芯片采用自定义的浮点格式，有的DSP芯片则采用IEEE的标准浮点格式。

7、dsp技术的发展趋势主要体现在什么方面？

答：

（1）DSP的核结构将进一步改善

（2）DSP和微处理器的融合

（3）DSP和高档CPU的融合

（4）DSP和SOC的融合

（5）DSP和FPGA的融合

（6）实时操作系统RTOS与DSP的结合

（7）DSP的并行处理结构

（8）功耗越来越低

8、简述dsp系统的构成和工作过程？

答：

DSP系统的构成：

一个典型的DSP系统应包括抗混叠滤波器、数据采集A/D转换器、数字信号处理器DSP、D/A转换器和低通滤波器等。

DSP系统的工作过程：

（1）将输入信号x（t）经过抗混叠滤波，滤掉高于折叠频率的分量，以防止信号频谱的混叠。

（2）经过采样和A/D转换器，将滤波后的信号转换为数字信号x（n）。

（3）数字信号处理器对x（n）进行处理，得数字信号y（n）。

（4）经D/A转换器，将y（n）转换成模拟信号；

（5）经低通滤波器，滤除高频分量，得到平滑的模拟信号y（t）。

9、简述dsp系统的设计步骤？

答：

（1）明确设计任务，确定设计目标

（2）算法模拟，确定性能指令

（3）选择DSP芯片和外围芯片

（4）设计实时的DSP芯片系统

（5）硬件和软件调试

（6）系统集成和测试

10、dsp系统有哪些特点？

答：

（1）接口方便

（2）编程方便

（3）具有高速性

（4）稳定性好

（5）精度高

（6）可重复性好

（7）集成方便

11、在进行dsp系统设计时，应如何选择合理的dsp芯片？

答：

运算速度，芯片价格，芯片运算精度，芯片的硬件资源，芯片的开发工具，芯片的功耗，其他因素

第二章

1、TMS320C54x芯片的基本结构都包括哪些部分？

答：

①中央处理器②部总线结构③特殊功能寄存器④数据存储器RAM⑤程序存储器ROM⑥I/O口⑦串行口⑧主机接口HPI⑨定时器⑩中断系统

2、TMS320C54x芯片的CPU主要由哪几部分组成？

答：

①40位的算术运算逻辑单元（ALU）。

②2个40位的累加器（ACCA、ACCB）。

③1个运行-16至31位的桶形移位寄存器。

④17×17位的乘法器和40位加法器构成的乘法器-加法器单元（MAC）。

⑤比较、选择、存储单元（CSSU）。

⑥指令编码器。

⑦CPU状态和控制寄存器。

3、处理器工作方式状态寄存器PMST中的MP/MC、OVLY和DROM三个状态位对C54x的存储空间结构各有何影响？

当OVLY=0时，程序存储空间不使用部RAM。

当OVLY=1时，程序存储空间使用部RAM。

部RAM同时被映射到程序存储空间和数据存储空间。

当MP/MC=0时，4000H~EFFFH程序存储空间定义为外部存储器；F000H~FEFFH程序存储空间定义为部ROM；

当MP/MC=1时，4000H~FFFFH程序存储空间定义为外部存储。

DROM=0：

0000H~3FFFH——部RAM；4000H~FFFFH——外部存储器；DROM=1：

0000H~3FFFH——部RAM；4000H~EFFFH——外部存储器；F000H~FEFFH——片ROM；FF00H~FFFFH——保留。

4、TMS320C54x芯片的片外设主要包括哪些电路？

①通用I/O引脚②定时器③时钟发生器④主机接口HPI⑤串行通信接口⑥软件可编程等待状态发生器⑦可编程分区转换逻辑

5、TMS320C54x芯片的流水线操作共有多少个操作阶段？

每个阶段执行什么任务？

完成一条指令都需要哪些操作周期？

①预取指P;将PC中的容加载PAB

②取指F;将读取到的指令字加载PB

③译码D;若需要，数据1读地址加载DAB；若需要，数据2读地址加载CAB；修正辅助寄存器和堆栈指针

④寻址A;数据1加载DB；数据2加载CB；若需要，数据3写地址加载EAB

⑤读数R;数据1加载DB；数据2加载CB；若需要，数据3写地址加载EAB；

⑥执行X。

执行指令，写数据加载EB。

6、TMS320C54x芯片的流水线冲突是怎样产生的？

有哪些方法可以避免流水线冲突？

答：

C54x的流水线结构，允许多条指令同时利用CPU的部资源。

由于CPU的资源有限，当多于一个流水线上的指令同时访问同一资源时，可能产生时序冲突。

解决办法①由CPU通过延时自动解决；②通过程序解决，如重新安排指令或插入空操作指令。

为了避免流水冲突，可以根据等待周期表来选择插入的NOP指令的数量。

7、TMS320C54x芯片的串行口有哪几种类型？

四种：

标准同步串行口SP，缓冲同步串行口BSP，时分多路串行口TDM，多路缓冲串行口McBSP。

8、TMS320VC5402共有多少可屏蔽中断？

它们分别是什么？

NMI和RS属于哪一类中断源？

答：

TMS320VC5402有13个可屏蔽中断，RS和NMI属于外部硬件中断。

9、试分析下列程序的流水线冲突，画出流水线操作图。

如何解决流水冲突？

STLMA，AR0

STM#10，AR1

LD*AR1，B

解：

流水线图如下图：

1

2

3

4

5

6

7

8

9

预取指

取指

译码

寻址

读数

执行

STLMA,AR0

写AR1

预取指

取指

译码

寻址

读数

执行

STM#10,AR1

（1stWord）

写AR2

写AR2

预取指

取指

译码

寻址

读数

执行

STM#10,AR1

（2ndWord）

预取指

取指

译码

寻址

读数

执行

LD*AR1,B

读AR2

解决流水线冲突：

最后一条指令（LD*AR1，B）将会产生流水线冲突，在它前面加入一条NOP指令可以解决流水线冲突。

10、试根据等待周期表，确定下列程序段需要插入几个NOP指令。

①LDGAIN,T

STM#input,AR1

MPY*AR1+,A解：

本段程序不需要插入NOP指令

②STLMB,AR2

STM#input,AR3

MPY*AR2+,*AR3+,A解：

本段程序需要在MPY*AR2+,*AR3+,A语句前插入1条NOP指令

③MACx,B

STLMB,ST0

ADDtable,A,B解：

本段程序需要在ADDtable,A,B语句前插入2条NOP指令

第三章

1、已知（80H）=50H,AR2=84H,AR3=86H,AR4=88H。

MVKD80H，*AR2

MVDD*AR2，*AR3

MVDM86H,AR4

运行以上程序后，（80H）、（84H）、*AR3和AR4的值分别等于多少？

解：

（80H）=50H，（84H）=50H，*AR3=50H，AR4=50H

2、已知，（80H）=20H、（81H）=30H。

LD#0，DP

LD80H，16，B

ADD81H，B

运行以上程序，B等于多少？

答：

（B）=0000000000H

3、阅读以下程序，分别写出运行结果。

.bssx,4

.data

table:

.word4,8,16,32

……

STM#x,AR1

RPT#2

MVPDtable,*AR1+

解：

数据表table中的常量4传送到以变量x的地址为地址的存储单元中；数据表table中的常量8传送到以变量x+1的地址为地址的存储单元中；数据表table中的常量16传送到以变量x+2的地址为地址的存储单元中；

.bssx,4

.data

table:

.word4,8,16,32

……

STM#x,AR1

RPT#2

MVPDtable,*+AR2

解：

数据表table中的常量4传送到以变量x+1的地址为地址的存储单元中；数据表table中的常量8传送到以变量x+2的地址为地址的存储单元中；数据表table中的常量16传送到以变量x+3的地址为地址的存储单元中；

5、TMS320C54x的数据寻址方式各有什么特点？

应该应用在什么场合？

答：

TMS320C54x有7种基本的数据寻址方式：

立即寻址，绝对寻址，累加器寻址，直接寻址，间接寻址，存储器映像寄存器寻址和堆栈寻址。

1，立即寻址：

其特点是指令中包含有

一个固定的立即数，操作数在指令中，因而运行较慢，需要较多的存储空间。

它用于对寄存器初始化。

2，绝对寻址：

可以寻址任一数据存储器中操作数，运行较慢，需要较多的存储空间。

它用于对寻址速度要求不高的场合。

3，累加器寻址：

把累加器容作为地址指向程序存储器单元。

它用于在程序存储器和数据存储器之间传送数据。

4，直接寻址：

指令中包含数据存储器的低7位和DP或SP结合形成16位数据存储器地址，它寻址速度快，用于对寻址速度要求高的场合。

5，间接寻址：

利用辅助寄存器容作为地址指针访问存储器，可寻址64千字X16为字数据存储空间中任何一个单元。

它用于按固定步长寻址的场合。

6，堆栈寻址：

用于中断或子程序调用时，将数据保存或从堆栈中弹出。

7，存储器映像寄存器（MMR）寻址：

是基地址为零的直接寻址，寻址速度快，它用于直接用MMR名快速访问数据存储器的0页。

第四章

1、软件开发的环境有哪几种？

在非集成开发环境中，软件开发常采用哪些部分？

答：

可以在两种开发环境中进行C54X的开发：

非集成的开发环境和集成的开发环境。

在非集成开发环境中，软件开发常采用：

编辑、汇编、、调试等部分。

2、什么是COFF格式？

它有什么特点？

答：

汇编器和链路器生成的目标文件，是一个可以由'C54x器件执行的文件。

这些目标文件的格式称为公共目标文件格式，即COFF。

特点：

在编写汇编语言程序时，COFF采用代码段和数据段的形式，以便于模块化的编程，使编程和管理变得更加方便。

3、说明.text段、.data段和.bss段分别包含什么容?

.text段（文本段），通常包含可执行代码；

.data段（数据段），通常包含初始化数据；

.bss段（保留空间段），通常为未初始化变量保留存储空间。

5、器对段是如何处理的?

答：

器将一个或多个COFF目标文件中的各种段作为器的输入段，经过后在一个可执行的COFF输出模块中建立各个输出段，通过情况下是将不同目标文件中的同名段进行合并，并为各个输出段分配进具体的存储器中。

6、什么是程序的重定位？

答：

将各个段配置到存储器中，使每个段都有一个合适的起始地址；将符号变量调整到相对于新的段地址的位置；将引用调整到重新定位后的符号，这些符号反映了调整后的新符号值。

7、宏定义、宏调用和宏展开分别指的是什么？

答：

在调用宏之前，必须先定义宏。

可以在源程序的任何位置定义宏，宏定义的所有容必须包含在同一个文件中。

宏定义可以嵌套，即在一条宏指令中调用其他的宏指令。

在定义宏之后，可在源程序中使用宏名进行宏调用。

8、器能完成什么工作?

器命令文件中，MEMORY命令和SECTIONS命令的任务是什么?

答：

器将各个目标文件合并起来，并完成如下工作：

（1）将各个段配置到目标系统的存储器。

（2）对各个符号和段进行重新定位，并给它们指定一个最终的地址。

（3）解决输入文件之间的未定义的外部引用。

MEMORY命令的作用：

MEMORY命令用来建立DSP应用系统中的存储器模型。

通过这条命令，可以定义系统中所包含的各种形式的存储器，以及它们占用的地址围。

SECTION命令的作用：

说明如何将输入段结合成输出段；在可执行程序中定义输出段；规定输出段在存储器中的存储位置；允许重新命名输出段。

第五章

1、能用伪指令（如data）或运算符（如ADD）作为标号吗？

为什么？

（参考课本P126标号区的格式要求）

2、标号和注释有什么差别？

它们在程序运行中作用一样吗？

答（参考课本P1291.标号；注释是程序的人选项。

注释可以由ASCII码和空格组成。

注释在汇编源清单中显示，但不影响汇编。

注释在程序中的作用是说明语句的含义，以便对软件进行维护。

）

3、两个数相乘，如果结果溢出，DSP系统会报警吗？

答：

不会。

当发生溢出时，自动将结果设置为最大或最小值。

4、伪指令起什么作用？

它占用存储空间吗？

答：

伪指令给程序提供数据和控制汇编过程。

它多用于代码编译的，硬件并不认识汇编语言，它们只认机器语言，程序的运行涉及由高级语言汇编成汇编语言，再由汇编语言编译成机器语言，最后由硬件执行机器语言。

编译过程中，伪指令起作用，但是伪指令不产生目标代码，仅仅是帮助编译器准确的把其他指令编译出来。

因此，伪指令在代码编译过程中所起的功能，在程序运行时伪指令已经不存在了，因为代码是编译好后才执行的。

伪指令不占用存储空间。

5、在堆栈操作中，PC当前地址为4020H，SP当前地址为0013H，运行PSHMAR7后，PC和SP的值分别是多少？

答：

PSHMAR7是压栈操作，完成后PC指针+1，堆栈指针SP-1

PC=4021H，SP=0012H

6、试编写0.25×（-0.1）的程序代码。

参考程序如下：

.title"FracAmp.asm"

.mmregs

.global_c_int00

.bssx,1

.bssy,1

.bssz,1

.data

AmpCoef:

.word25*32768/100

.word-1*32768/10

.text

_c_int00:

ssbxFRCT

stm#x,ar1

rpt#0x1

mvpd#AmpCoef,*ar1+

stm#x,ar2

stm#y,ar3

mpy*ar2,*ar3,A

sthA,*ar1

Wait:

bWait

.end

7、将定点数0.00125用浮点数表示。

解：

A=28H；T=19H

8、试写出以下两条指令的运行结果：

①EXPA

A=FFFD876624T=0000

则以上指令执行后，B、T的值各是多少？

解:

A=0xFFFD876624；T=5

②NORMB

B=420D0D0D0DT=FFF9

则以上指令执行后，B、T的值各是多少？

解:

B=0x841A1A1A,T=FFF9

9、阅读以下程序，写出运行结果。

.bssy,5

table.word1,2,3,4,5

STM#y,AR2

RPT#5

MVPDtable,*AR2+

LD#0,B

LD#81h,AR5（有误，应改为STM#81H，AR5）

STM#0,A

STM#4,BRC

STM#y,AR5

RPTBsub-1

ADD*ARM5,B,A

STLA,*AR5+

sub:

LD#0,B

运行以上程序后，（81H），（82H），（83H），（84H）和（85H）的值分别是多少？

答：

（81H）=0001H，（82H）=0002H，（83H）=0003H，（84H）=0004H，（85H）=0005H。

10、CALL指令调用子程序与循环语句有什么不同？

答：

CALL指令调用子程序：

课本P135（子程序调用指令表）

循环语句：

课本P137（5.3.2循环操作程序）

11、多次循环嵌套时，能够从最一层循环直接跳到最外一层循环吗？

若能，则采用什么方式呢？

（没找到）

12、在不含循环的程序中，RPTZ#3语句和其前一句、后一句以及后第二句各运行多少次？

答：

RPTZ#3语句和其前一句运行1次，后一句运行3次，后第二句运行1次。